1、第1讲 钠及其重要化合物1.类比思想下列“类比”合理的是（C）A.Na与H2O反应生成NaOH和H2，则Fe与H2O反应生成Fe（OH）3和H2B.NaClO溶液与CO2反应生成NaHCO3和HClO，则NaClO溶液与SO2反应生成NaHSO3和HClOC.Na3N与盐酸反应生成NaCl和NH4Cl，则Mg3N2与盐酸反应生成MgCl2和NH4ClD.NaOH溶液与少量AgNO3溶液反应生成Ag2O和NaNO3，则氨水与少量AgNO3溶液反应生成Ag2O和NH4NO3解析铁与水蒸气反应生成Fe3O4和H2，A不正确；HClO具有强氧化性，会将NaHSO3氧化，B不正确；氮化钠与氮化镁水解均生
2、成相应的碱和氨气，再与盐酸反应生成盐，C正确；NaOH与AgNO3反应先生成AgOH，AgOH不稳定，生成Ag2O，氨水与少量硝酸银溶液反应先生成AgOH，而AgOH能溶于过量的氨水中，生成Ag（NH3）2OH，D不正确。2.模块融合2021江苏室温下，通过下列实验探究NaHCO3、Na2CO3溶液的性质。实验1：用pH试纸测量0.1 molL1 NaHCO3溶液的pH，测得pH约为8实验2：将0.1 molL1 NaHCO3溶液与0.1 molL1CaCl2溶液等体积混合，产生白色沉淀实验3：向0.1 molL1 Na2CO3溶液中通入CO2，溶液pH从12下降到约为9实验4：向0.1 mo
3、lL1 Na2CO3溶液中滴加新制饱和氯水，氯水颜色褪去下列说法正确的是（C）A.由实验1可得出：Ka2（H2CO3）KwKa1（H2CO3）B.实验2中两溶液混合时有：c（Ca2）c（CO32）Ksp（CaCO3）C.实验3中发生反应的离子方程式为CO32H2OCO2 2HCO3D.实验4中c反应前（CO32）c反应后（CO32）解析A项，NaHCO3溶液的pH约为8，说明HCO3的水解程度大于其电离程度，即Khc（H2CO3）c（OH）c（H）c（HCO3）c（H）KwKa1（H2CO3）Ka2（H2CO3），错误；B项，实验2中产生白色沉淀，则c（Ca2）c（CO32）Ksp（CaCO3
4、），错误；C项，实验3中Na2CO3与CO2反应生成NaHCO3，溶液的碱性减弱，发生反应的离子方程式为CO32H2OCO2 2HCO3，正确；D项，饱和氯水中存在Cl2H2OHClHClO，实验4中向Na2CO3溶液中滴加饱和氯水，HCl与CO32发生反应，促进平衡正向移动，氯水的黄绿色逐渐褪去，c（CO32）减小，错误。3.金属锂2021北京有科学研究提出：锂电池负极材料（Li）由于生成LiH而不利于电池容量的保持。一定温度下，利用足量重水（D2O）与含LiH的Li负极材料反应，通过测定n（D2）/n（HD）可以获知n（Li）/n（LiH）。已知：LiHH2OLiOHH22Li（s）H2（
5、g）2LiH（s）H0下列说法不正确的是（C）A.可用质谱区分D2和HDB.Li 与D2O的反应：2Li2D2O2LiODD2C.若n（Li）/n（LiH）越大，则n（D2）/n（HD）越小D.80 反应所得n（D2）/n（HD）比25 反应所得n（D2）/n（HD）大解析D2和HD的相对分子质量不同，可用质谱区分二者，A项正确；Li为活泼金属，能与D2O发生置换反应2Li2D2O2LiODD2，B项正确；Li和D2O反应生成D2，LiH和D2O反应生成HD，则n（Li）/n（LiH）越大，n（D2）/n（HD）越大，C项错误；根据已知反应可知，升高温度能促进LiH分解为Li和H2，Li的物质
6、的量越多，反应中生成的D2的物质的量越多，故n（D2）/n（HD）：80 25 ，D项正确。4.钠及其化合物的实验探究某化学兴趣小组对钠和钠的化合物进行了一系列的实验探究，请回答下列问题。实验：探究二氧化碳与过氧化钠反应是否有氧气生成，设计了如图1所示的实验装置（部分夹持装置已省略）。图1（1）装置C中盛有浓硫酸，作用是除去二氧化碳中的水蒸气。（2）指出装置E中的错误之处：应短导管进，长导管出。（3）取a g C3H6O2在氧气中完全燃烧，将其产物与足量Na2O2固体完全反应，反应后固体质量的增加量大于（填“大于”“等于”或“小于”）a g。实验：利用如图2所示装置（省略夹持装置）模拟工业级N
7、aN3的制备。图2已知：2NaNH2N2O210220CNaN3NaOHNH3。（4）装置H中盛放的药品为碱石灰。（5）实验中使用油浴加热而不使用水浴加热的原因是油浴加热可以达到210220 ，水浴加热不能达到这样的温度。（6）氨气与熔融钠反应生成NaNH2的化学方程式为2Na（熔融）2NH32NaNH2H2。解析（1）大理石与盐酸反应生成的CO2气体中混有HCl和水蒸气，B中盛有的饱和NaHCO3溶液可吸收挥发出的HCl，C中盛放浓硫酸，用于除去CO2中的水蒸气。（2）根据题图1知，装置E为采用排水法收集氧气的装置，则集气瓶中应短导管进，长导管出。（3）C3H6O2可写成C（CO）2（H2）
8、3，结合2Na2O22H2O4NaOHO2m固m（H2）、2Na2O22CO22Na2CO3O2m固m（CO）以及C也可与O2反应生成CO2可知，反应后固体质量增加量大于a g。（4）生成的氨气中含有水蒸气，需要干燥，则装置H中盛放的药品为碱石灰。（5）由于制备NaN3的反应需要在210220 下进行，所以实验中使用油浴加热而不用水浴加热。（6）氨气与熔融钠反应生成NaNH2，根据原子守恒、得失电子守恒可知，反应的化学方程式为2Na（熔融）2NH32NaNH2H2。5.过氧化物的制备及性质探究过氧化钙遇水具有放氧的特性，且本身无毒、不污染环境，是一种用途广泛的优良供氧剂，在工农业生产中有广泛的
9、用途。.过氧化钙的制备：向CaCl2溶液中加入30的H2O2溶液，再通入氨气进行反应可制备CaO28H2O，在碱性环境下制取CaO28H2O的装置如图所示。（1）写出制备CaO28H2O的化学方程式：CaCl2H2O22NH38H2OCaO28H2O2NH4Cl。（2）乙中发生沉淀反应时常用冰水浴控制温度在0左右，分析可能的原因：其一，该反应是放热反应，温度低有利于提高CaO28H2O的产率；其二，温度低可减少H2O2的分解，提高H2O2的利用率。（3）反应结束后，经过滤、洗涤、低温烘干可获得CaO28H2O。检验CaO28H2O是否洗涤干净的操作为取少量最后一次洗涤液于试管中，先加入稀HNO
10、3酸化，再滴加AgNO3溶液，若没有白色沉淀生成，则说明已经洗涤干净；反之则说明未洗涤干净。.水产运输中常向水中加一定量的CaO28H2O以增大溶氧量（DO），水中溶氧量可用每升水中溶解氧气的质量来表示，其测定步骤及原理如下：a.固氧：碱性条件下，O2将Mn2氧化为MnO（OH）2，2Mn2O24OH2MnO（OH）2；b.氧化：酸性条件下，MnO（OH）2将I氧化为I2；c.滴定：用Na2S2O3标准溶液滴定生成的I2，2S2O32I2S4O622I。某同学向100 mL水中加入一定量CaO28H2O，取50.00 mL该水样，按上述方法测定水中溶氧量，消耗0.02 molL1 Na2S2O
11、3标准溶液15.00 mL。（4）请写出步骤b中发生反应的离子方程式：MnO（OH）22I4HMn2I23H2O。（5）该水样中的溶氧量（DO）为48mgL1（忽略体积变化）。解析（1）向CaCl2溶液中加入H2O2溶液并通入NH3，在碱性条件下生成CaO28H2O，该反应不涉及元素化合价的变化，为复分解反应，即反应的化学方程式为CaCl2H2O22NH38H2OCaO28H2O2NH4Cl。（2）H2O2受热易分解，温度越高，H2O2的分解速率越大，H2O2的利用率越低。（3）因CaO28H2O表面附着NH4Cl，所以检验沉淀是否洗涤干净可检验最后一次洗涤液中是否有Cl，其方法是取少量最后一
12、次洗涤液于试管中，先加入稀HNO3酸化，再滴加AgNO3溶液，若没有白色沉淀生成，则说明已经洗涤干净；反之则说明未洗涤干净。（4）步骤b中MnO（OH）2将I氧化为I2，自身被还原为Mn2，结合溶液为酸性可得反应的离子方程式为MnO（OH）22I4HMn2I23H2O。（5）根据三个步骤涉及反应的离子方程式可得关系式O22MnO（OH）22I24S2O32，反应消耗Na2S2O3的物质的量为0.02 molL115.00103 L3104 mol，则50.00 mL水样中O2的物质的量为3104 mol147.5105 mol，其DO为7.5105mol32gmol1103mgg10.05L4
13、8 mgL1。6.锂离子电池电极材料的制备全国高考Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿（主要成分为FeTiO3，还含有少量MgO、SiO2等杂质）来制备。工艺流程如下：回答下列问题：（1）“酸浸”实验中，铁的浸出率结果如右图所示。由图可知，当铁的浸出率为70时，所采用的实验条件为100 、2 h，90 、5 h。（2）“酸浸”后，钛主要以TiOCl42形式存在，写出相应反应的离子方程式FeTiO34H4ClFe2TiOCl422H2O。（3）TiO2xH2O沉淀与双氧水、氨水反应40 min所得实验结果如下表所示：温度/3035404550TiO2xH2O转
14、化率/9295979388分析40 时TiO2xH2O转化率最高的原因低于40 ，TiO2xH2O转化反应速率随温度升高而增加；超过40 ，H2O2分解与氨气逸出导致TiO2xH2O转化反应速率下降。（4）Li2Ti5O15中Ti的化合价为4，其中过氧键的数目为4。（5）写出“高温煅烧”中由FePO4制备LiFePO4的化学方程式2FePO4Li2CO3H2C2O4高温2LiFePO43CO2H2O。解析（1）由图像可以看出，当铁的浸出率为70时，实验条件有两个：100 、2 h，90 、5 h。（2）FeTiO3为难溶物，书写离子方程式时不能拆写成离子形式。（4）锂元素在化合物中只有一种化合
15、价（1），Ti为4价，化合物中各元素化合价代数和等于0，过氧键中氧显1价，类似过氧化氢、过氧化钠。如果能求出1价氧原子个数，就能求出过氧键数目，即过氧键数目等于1价氧原子个数的一半。设Li2Ti5O15中2价、1价氧原子个数分别为x、y，有xy=152xy=22，解得x7，y8。所以，过氧键数目为824。（5）FePO4中Fe为3价，FeLiPO4中Fe为2价，FePO4作氧化剂，则H2C2O4作还原剂，高温煅烧时应生成CO2，据此可写出反应的化学方程式。7.2022湖北全球对锂资源的需求不断增长，“盐湖提锂”越来越受到重视。某兴趣小组取盐湖水进行浓缩和初步除杂后，得到浓缩卤水（含有Na、Li
16、、Cl和少量Mg2、Ca2），并设计了以下流程通过制备碳酸锂来提取锂。25 时相关物质的参数如下：LiOH的溶解度：12.4 g/100 g H2O化合物KspMg（OH）25.61012Ca（OH）25.5106CaCO32.8109Li2CO32.5102回答下列问题：（1）“沉淀1”为Mg（OH）2、Ca（OH）2。（2）向“滤液1”中加入适量固体Li2CO3的目的是除去Ca2，同时避免Li沉淀。（3）为提高Li2CO3的析出量和纯度，“操作A”依次为浓缩（结晶）、趁热过滤、洗涤。（4）有同学建议用“侯氏制碱法”的原理制备Li2CO3。查阅资料后，发现文献对常温下的LiHCO3有不同的描
17、述：是白色固体；尚未从溶液中分离出来。为探究LiHCO3的性质，将饱和LiCl溶液与饱和NaHCO3溶液等体积混合，起初无明显变化，随后溶液变浑浊并伴有气泡冒出，最终生成白色沉淀。上述现象说明，在该实验条件下LiHCO3不稳定（填“稳定”或“不稳定”），有关反应的离子方程式为LiHCO3LiHCO3，2LiHCO3Li2CO3CO2H2O。（5）他们结合（4）的探究结果，拟将原流程中向“滤液2”加入Na2CO3改为通入CO2。这一改动能否达到相同的效果，作出你的判断并给出理由能，滤液2为碱性溶液，通入CO2可以生成碳酸盐或碳酸氢盐，从而与Li反应生成Li2CO3或不能，溶液中c（OH）过低，生
18、成的CO32无法将Li沉淀完全。解析（1）加入石灰乳后，形成Ca（OH）2的过饱和溶液，Mg2转化为Mg（OH）2沉淀，故“沉淀1”为Mg（OH）2、Ca（OH）2。（2）“沉淀2”经热解、水合得到Ca（OH）2，故“沉淀2”是CaCO3，则“滤液1”中含有Na、Li、Cl、Ca2，故向“滤液1”中加入固体Li2CO3可除去Ca2，但同时应避免Li沉淀，故加入的固体Li2CO3应适量。（3）因为Li2CO3的溶解度随温度升高而降低，故为了提高Li2CO3的析出量和纯度，需要浓缩（结晶）、趁热过滤、洗涤。（4）题述现象说明，在该实验条件下LiHCO3不稳定；溶液变浑浊说明生成了LiHCO3，伴有气泡冒出，最终生成白色沉淀，说明LiHCO3迅速分解生成了Li2CO3、H2O和CO2，有关反应的离子方程式为LiHCO3LiHCO3，2LiHCO3Li2CO3CO2H2O。
